王鳳蘭 王 磊 謝益民 劉 敏

(1.湖北中煙技術(shù)中心重組煙葉應(yīng)用技術(shù)研究湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢，430040；2.湖北工業(yè)大學(xué)制漿造紙工程學(xué)院，湖北武漢，430068)

·煙梗纖維·

銨堿法預(yù)處理煙梗纖維提高造紙法煙草薄片品質(zhì)的研究

王鳳蘭1王 磊2，*謝益民2劉 敏1

(1.湖北中煙技術(shù)中心重組煙葉應(yīng)用技術(shù)研究湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢，430040；2.湖北工業(yè)大學(xué)制漿造紙工程學(xué)院，湖北武漢，430068)

采用銨堿法[CO(NH2)2和KOH]對(duì)煙梗纖維進(jìn)行預(yù)處理，以改善煙梗纖維的物理性能，提高造紙法煙草薄片的感官質(zhì)量。結(jié)果表明，在CO(NH2)2用量1.0%、KOH用量1.0%、處理溫度45℃和處理時(shí)間3.0 h條件下，煙?；目箯堉笖?shù)、松厚度和柔軟度分別為32.8 N·m/g、2.89 cm3/g和37.3 mN，與未預(yù)處理煙?；啾确謩e提高了9.33%、16.5%和27.4%；卷煙感官評(píng)吸表明，與采用普通造紙法煙草薄片卷制的卷煙相比，經(jīng)上述銨堿預(yù)處理后的造紙法煙草薄片卷制的卷煙，感官評(píng)吸得分最高，比普通卷煙高1.9分。

煙梗；造紙法煙草薄片；銨堿法；感官評(píng)吸

(*E-mail:wanglei820117@163.com)

煙梗是原煙在打葉復(fù)烤過程中的產(chǎn)物，在原煙中的含量為25%～30%。與煙葉相比，煙梗的綜纖維素、木素和果膠的含量較高，總糖、總氮和煙堿的含量較低，香氣較弱，直接影響其在原料中的使用價(jià)值，最終會(huì)影響造紙法煙草薄片的品質(zhì)，如雜氣增加等[1- 6]，因此，有必要對(duì)煙梗原料或其漿料進(jìn)行必要的預(yù)處理。

目前在造紙法煙草薄片的生產(chǎn)中多采用在煙梗提取液中加入堿性物質(zhì)或采用生物酶的方法對(duì)煙梗進(jìn)行處理，但這些方法受時(shí)間和環(huán)境等因素的局限，影響處理效果；而在貯藏期多采用人工發(fā)酵或生物酶處理法，但該法存在環(huán)境要求比較苛刻、處理時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)[7- 8]。目前尚未見對(duì)煙梗漿料進(jìn)行預(yù)處理的研究報(bào)道。

本實(shí)驗(yàn)以疏解后的煙梗纖維為原料，采用銨堿法對(duì)煙梗纖維進(jìn)行預(yù)處理，即采用尿素[CO(NH2)2]和堿性化合物(KOH)協(xié)同處理，以達(dá)到改善煙梗纖維物理性能和煙草薄片感官質(zhì)量的目的，提高造紙法煙草薄片的品質(zhì)。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器

煙梗由湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司提供；CO(NH2)2、KOH，分析純，國(guó)藥集團(tuán)提供。

KRK 2500-II高濃盤磨，日本KRK公司；RK-3A凱塞法抄片器，德國(guó)BTG公司；L&W抗張強(qiáng)度測(cè)試儀、L&W挺度測(cè)定儀、L&W厚度測(cè)定儀，美國(guó)ABB公司；恒溫水浴鍋等。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

首先，將水洗滌后的煙梗在高濃盤磨上進(jìn)行解纖處理(磨盤間距為0.5 mm，解纖1次)；然后進(jìn)行銨堿預(yù)處理，煙梗纖維濃度控制在(10±1)%；銨堿預(yù)處理后的煙梗纖維經(jīng)過提取、固液分離(提取溫度(65±5)℃，料液比1∶3.75，時(shí)間40 min)；隨后進(jìn)行煙梗纖維的磨漿處理，磨漿至(30±2)°SR，磨漿后煙梗漿料制備成定量為(65±2)g/m2的煙?；瑱z測(cè)煙?；锢硇阅懿⑦M(jìn)行煙草薄片感官質(zhì)量評(píng)吸，確定最佳銨堿法預(yù)處理煙梗纖維的工藝條件。銨堿預(yù)處理時(shí)，以CO(NH2)2的用量、KOH用量、處理溫度和處理時(shí)間為影響因素，進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)(見表1)。

表1 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表

1.3 煙梗基片物理性能檢測(cè)

抗張強(qiáng)度按照GB/T 453—2002進(jìn)行測(cè)定；松厚度按照GB/T 451.3—2002進(jìn)行測(cè)定；柔軟度按照GB/T 8942—2002進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

煙梗纖維按正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行銨堿法預(yù)處理并抄造基片，其結(jié)果如表2所示。正交實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果如表3～表7所示。

2.1 煙梗基片抗張指數(shù)的正交分析結(jié)果

由表3可以看出，對(duì)煙?；目箯垙?qiáng)度來說，影響因素的主次關(guān)系依次是KOH用量、CO(NH2)2用量、處理溫度和處理時(shí)間，其最佳水平組合是A2B3C3D4，即對(duì)煙梗纖維的預(yù)處理?xiàng)l件為：CO(NH2)2用量1.0%、KOH用量2.0%、處理溫度45℃和處理時(shí)間3.0 h。

表2 銨堿法預(yù)處理煙梗漿料的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表3 煙?；箯堉笖?shù)的正交分析結(jié)果

根據(jù)上述正交實(shí)驗(yàn)的最佳處理?xiàng)l件，進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，表4為抗張強(qiáng)度最優(yōu)時(shí)，煙梗纖維經(jīng)此條件下銨堿預(yù)處理后，所抄煙梗基片的物理性能。由表4可知，煙?；目箯堉笖?shù)、松厚度和柔軟性能(柔軟度值越小，其柔軟性能越好)與煙梗纖維未經(jīng)預(yù)處理所抄煙?；啾?，分別提高了15.3%、10.5%和21.0%。

表4 銨堿法預(yù)處理后煙梗基片的物理性能

2.2 煙?；珊穸鹊恼环治鼋Y(jié)果

由表5可以看出，對(duì)煙?；乃珊穸葋碚f，影響因素的主次關(guān)系依次是KOH用量、CO(NH2)2用量、處理溫度和處理時(shí)間，其最佳水平組合是A2B2C3D4，即對(duì)煙梗纖維的預(yù)處理?xiàng)l件為：CO(NH2)2用量1.0%，KOH用量1.0%，處理溫度45℃和處理時(shí)間3.0 h。

表5 煙?；珊穸鹊恼环治鼋Y(jié)果

表8 卷煙感官質(zhì)量評(píng)吸結(jié)果 分

注 煙草薄片的制備條件：木質(zhì)纖維20%，煙梗末70%，CaCO310%，煙草薄片定量100 g/m2(煙草提取液涂布量為35 g/m2)。

根據(jù)上述正交實(shí)驗(yàn)的最佳處理?xiàng)l件，進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，表6為松厚度最優(yōu)時(shí)，煙梗纖維經(jīng)此條件下銨堿預(yù)處理后，所抄煙梗基片的物理性能。由表6可知，煙?；目箯堉笖?shù)、松厚度和柔軟性能與煙梗纖維未經(jīng)預(yù)處理所抄煙梗基片相比，分別提高了9.3%、16.5%和27.4%。這是由于采用銨堿法預(yù)處理煙梗纖維時(shí)，可以使煙梗細(xì)胞壁中的木素、半纖維素等高分子物質(zhì)和果膠等大分子物質(zhì)有一定程度的轉(zhuǎn)化，從而改善煙梗的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，同時(shí)果膠等大分子物質(zhì)的存在，共同導(dǎo)致煙梗基片的松厚度與未經(jīng)預(yù)處理的基片相比有一定程度的提高。

2.3 煙?；彳浂鹊恼环治鼋Y(jié)果

由表7可以看出，對(duì)煙梗基片的柔軟性能來說，影響因素的主次關(guān)系依次是KOH用量、CO(NH2)2用量、處理溫度和處理時(shí)間，其最佳水平組合是A2B2C3D4，即對(duì)煙梗漿料的處理?xiàng)l件為：CO(NH2)2用量1.0%，KOH用量1.0%，處理溫度45℃和處理時(shí)間3.0 h。在此條件下，進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表6所示，煙?；目箯堉笖?shù)、松厚度和柔軟性能與未經(jīng)預(yù)處理基片相比，分別提高9.33%、16.5%和27.4%。

表6 銨堿法預(yù)處理后煙梗基片的物理性能

表7 煙?；彳浂鹊恼环治鼋Y(jié)果

2.4 卷煙感官評(píng)吸

選擇煙梗纖維未經(jīng)預(yù)處理的造紙法煙草薄片(簡(jiǎn)稱“煙草薄片Ⅰ”)、抗張強(qiáng)度最優(yōu)銨堿預(yù)處理煙梗纖維煙草薄片(簡(jiǎn)稱“煙草薄片Ⅱ”)、松厚度和柔軟度最優(yōu)銨堿預(yù)處理煙梗纖維煙草薄片(簡(jiǎn)稱“煙草薄片Ⅲ”)分別卷制卷煙進(jìn)行感官評(píng)吸[9-11]，結(jié)果見表8。由表8可知，煙草薄片Ⅲ得分最高為93.6，比煙草薄片Ⅰ高1.9分，因此，銨堿法預(yù)處理煙梗纖維的最佳條件為CO(NH2)2用量1.0%，KOH用量1.0%，處理溫度45℃和處理時(shí)間3.0 h。即銨堿法預(yù)處理后煙草薄片能在一定程度上改善煙梗纖維產(chǎn)生的刺激性、雜氣，有增加余味及諧調(diào)、豐富煙香的作用。

3 結(jié) 論

采用銨堿法對(duì)煙梗纖維進(jìn)行預(yù)處理，通過正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化處理?xiàng)l件，以改善煙梗纖維的物理性能、提高造紙法煙草薄片的感官質(zhì)量。

3.1 煙?；箯垙?qiáng)度最優(yōu)時(shí)，銨堿預(yù)處理煙梗纖維最佳條件為：CO(NH2)2用量1.0%，KOH用量2.0%，處理溫度45℃和處理時(shí)間3.0 h。在此條件下，煙?；目箯堉笖?shù)、松厚度和柔軟性能與空白樣品相比，分別提高15.3%、10.5%和21.0%。

3.2 煙梗基片松厚度和柔軟性能最優(yōu)時(shí)，銨堿預(yù)處理煙梗纖維最佳條件為：CO(NH2)2用量1.0%，KOH用量1.0%，處理溫度45℃和處理時(shí)間3.0 h。在此條件下，煙?；目箯堉笖?shù)、松厚度和柔軟性能與空白樣品相比，分別提高9.33%、16.5%和27.4%。3.3 由卷煙感官評(píng)吸結(jié)果可知，銨堿法預(yù)處理煙梗纖維最佳條件為：CO(NH2)2用量1.0%，KOH用量1.0%，處理溫度45℃和處理時(shí)間3.0 h。此條件下，煙草薄片的感官評(píng)吸得分最高為93.6，比煙梗纖維未經(jīng)預(yù)處理抄造的煙草薄片感官評(píng)吸高1.9分。

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(責(zé)任編輯：董鳳霞)

Urea and Potassium Hydroxide Pretreatment of Tobacco Stem Fiber to Improve the Quality of Reconstituted Tobacco

WANG Feng-lan1WANG Lei2,*XIE Yi-min2LIU Min1

(1.HubeiKeyLabofAppliedResearchInstituteofReconstitutedTobacco,TechnologyCenterofHubeiTobacco,Wuhan，HubeiProvince, 430040； 2.SchoolofPulp&PaperMakingEngineering,HubeiUniversityofTechnology,Wuhan,HubeiProvince, 430068)

Urea and potassium hydroxide were used to pretreat the tobacco stems pulp in order to improve the quality of the reconstitued tobacco. The optimum pretreatment conditions were as following: urea 1.0%, potassium hydroxide 1.0%, treatment temperature 45℃, treatment time 3.0 h. Under the condition, the tensile strength, the bulk and the softness of the tobacco stem paper were 32.8 N·m/g, 2.89 cm3/g and 37.3 mN, increased 9.34%, 16.5% and 27.5% compared with the control sample respectively. At the same time, smoking experience of the treated reconstitued tobacco indicated that its offensive odor and the stimulation were lower, the aroma and harmony increased compared with the normal reconstitued tobacco.

tobacco stem; reconstitued tobacco; urea and potassium hydroxide; smoking

王鳳蘭女士，工程師；主要從事重組煙葉工藝技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)方面的工作。

2013- 09- 23(修改稿)

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31070521，30901140)。

TS721+. 4

A

0254- 508X(2014)02- 0040- 04

*通信作者：王 磊先生，E-mail:wanglei820117@163.com。